新能源场站线路损耗的获取方法及装置与流程

1.本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种新能源场站线路损耗的获取方法及装置。


背景技术：

2.由于新能源场站的阻抗特性，新能源场站并网点上网功率会低于发电单元出力总和，差的这一部分功率称为线路损耗。在外部条件不变的情况下，线路损耗往往和有功功率成一定的线性关系；但外部条件变化时，线路损耗表征为高维非线性问题，无法精确计算。
3.新能源场站的一次调频和agc系统受各省两个细则考核，对有功控制精度分别要求为1％和3％，精度达不到会产生考核；所以，有功功率控制必须考虑线损。但传统的线损计算方法以当前时刻的发电单元总有功减去并网点总有功做为目标时刻的线损，此种线损计算方法存在误差问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种新能源场站线路损耗的获取方法及装置，用以解决现有技术中线损计算存在误差的缺陷，提高了新能源场站线路损耗获取的准确性。
5.第一方面，本发明提供一种新能源场站线路损耗的获取方法，包括：
6.基于并网点目标有功功率获取一组或多组有功数据样本，所述有功数据样本包括发电单元总有功功率数据和并网点有功功率数据；
7.将所述有功数据样本和所述并网点目标有功功率输入至多元驱动模型，获得所述多元驱动模型输出的发电单元目标总有功功率，所述多元驱动模型是基于发电单元总有功功率和并网点有功功率的线性回归关系建立的，所述发电单元目标总有功功率用于确定新能源场站的线路损耗。
8.可选地，所述多元驱动模型为：
[0009][0010][0011][0012]
其中，为并网点目标有功功率；p
gentar
为发电单元目标总有功功率；p
geni
为第i组有功数据样本的发电单元总有功功率，p
pcci
为第i组有功数据样本的并网点有功功率。
[0013]
可选地，所述基于并网点目标有功功率获取一组或多组有功数据样本包括：
[0014]
基于并网点目标有功功率和预设精度确定样本筛选区间；
[0015]
将并网点有功功率满足所述样本筛选区间的历史样本确定为所述有功数据样本。
[0016]
可选地，所述将所述有功数据样本输入至多元驱动模型之前还包括：确定所述有功数据样本的数量大于等于预设样本数量。
[0017]
可选地，所述方法还包括：
[0018]
在确定所述有功数据样本的数量小于所述预设样本数量的情况下，获取所述新能源场站的实时有功数据；
[0019]
将所述新能源场站的实时有功数据输入至电阻等值模型，获取所述电阻等值模型输出的所述新能源场站的等值电阻；
[0020]
基于所述等值电阻和所述并网点目标有功功率获得所述新能源场站的线路损耗和发电单元目标总有功功率。
[0021]
可选地，所述方法还包括：
[0022]
基于发电单元目标总有功功率、每个所述发电单元的有功额定容量以及所述新能源场站的有功额定总容量，确定每个所述发电单元的有功功率调节量；
[0023]
基于所述有功功率调节量向每个所述发电单元发送有功功率调节指令。
[0024]
第二方面，本发明还提供一种新能源场站线路损耗的获取装置，包括：
[0025]
获取单元，用于基于并网点目标有功功率获取一组或多组有功数据样本，所述有功数据样本包括发电单元总有功功率数据和并网点有功功率数据；
[0026]
模型单元，用于将所述有功数据样本和所述并网点目标有功功率输入至多元驱动模型，获得所述多元驱动模型输出的发电单元目标总有功功率，所述多元驱动模型是基于发电单元总有功功率和并网点有功功率的线性回归关系建立的，所述发电单元目标总有功功率用于确定新能源场站的线路损耗。
[0027]
第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述新能源场站线路损耗的获取方法。
[0028]
第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述新能源场站线路损耗的获取方法的步骤。
[0029]
第五方面，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述新能源场站线路损耗的获取方法。
[0030]
本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取方法及装置，通过多元驱动模型获取新能源场站线路损耗，与通过多轮计算逼近线损值的传统线损计算方法相比，便捷快速，减少了控制系统计算压力；并且基于历史样本构建多元驱动模型，提高了线路损耗的计算的准确性，从而提高新能源场站有功调节的精度，减少考核，提高场站的经济效益，促进新能源并网消纳，减轻电网有功调控压力。
附图说明
[0031]
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些
附图获得其他的附图。
[0032]
图1是本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取方法的流程示意图之一；
[0033]
图2是本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取方法的流程示意图之二；
[0034]
图3是本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取装置的结构示意图；
[0035]
图4是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0036]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]
下面对本发明涉及的技术术语作一介绍：
[0038]
有功功率：直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能、化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率；
[0039]
发电单元：新能源场站发电单元主要指新能源场站有功最小控制单元；对于光伏电站主要指光伏逆变器；对于风电场主要指代风电机组集群或风机能量管理平台。
[0040]
并网点：新能源场站功率输出汇总点。通常针对新能源的考核全部在并网点。
[0041]
线损：新能源场站的设备及线路等的阻抗特性，造成了从机组发出的电能传输到并网点出线过程中造成了一定的能量损耗，可以简单理解为线路损耗，简称线损。
[0042]
新能源发电本就具有波动性，由于线路损耗的存在，新能源场站有功功率精准控制更难。新能源场站的一次调频和agc系统受各省两个细则考核，对有功控制精度分别要求为1％和3％，精度达不到会产生考核；所以，有功功率控制必须考虑线损。由于新能源场站有功调节速率有要求，幅度不会太大，所以传统的线损计算方法就是以当前时刻的发电单元总有功减去并网点总有功做为目标时刻的线损。这种方法简单直接，但有3个主要缺陷：
[0043]
缺点1：由于新能源场站控制系统采用以太网或串口通信来采集发电单元的发电功率，时延非常大，甚至需要几秒钟，所以当前计算的线损实际是几秒前的了；
[0044]
缺点2：有的控制系统并网点总有功是通过硬件采集装置的采集回路完成，时延非常小；所以同一时刻计算线损的两个量(并网点有功与发电单元总有功出力)并非同一时间断面的，计算的线损误差就更大了；
[0045]
缺点3：由于线损与有功功率有一定的线性关系，所以有功功率变化时线损也会相应变化，也就是说目标时刻功率变化了线损也就与当前时刻不同；但传统的方法把当前时刻计算的线损做为目标时刻的线损，所以误差非常大。
[0046]
下面结合图1-图2描述本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取方法。
[0047]
图1是本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取方法的流程示意图之一，如图1所示，本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取方法，包括：
[0048]
步骤110，基于并网点目标有功功率获取一组或多组有功数据样本，所述有功数据样本包括发电单元总有功功率数据和并网点有功功率数据；
[0049]
具体地，并网点目标有功功率是指下一时刻或下一控制周期新能源场站并网点执行的有功功率目标值。有功数据样本是指新能源场站历史运行数据中与有功功率相关的数
据样本，包括发电单元总有功功率数据和并网点有功功率数据。发电单元总有功功率是指所有发电单元的有功功率的总和。
[0050]
步骤120，将所述有功数据样本和所述并网点目标有功功率输入至多元驱动模型，获得所述多元驱动模型输出的发电单元目标总有功功率，所述多元驱动模型是基于发电单元总有功功率和并网点有功功率的线性回归关系建立的，所述发电单元目标总有功功率用于确定新能源场站的线路损耗。
[0051]
具体地，多元驱动模型是并网点有功功率与发电单元目标总有功功率的线性回归模型，由于发电单元目标总有功功率的变化对并网点有功功率具有显著影响，因此基于线性回归分析，确定以并网点有功功率作为自变量，发电单元目标总有功功率作为因变量，基于历史数据样本(即有功数据样本)确定回归系数和常数项，通过多元驱动模型可以根据自变量的给定值(即并网点目标有功功率)来预测因变量的值(即发电单元目标总有功功率)。
[0052]
本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取方法，通过多元驱动模型获取新能源场站线路损耗，与通过多轮计算逼近线损值的传统线损计算方法相比，便捷快速，减少了控制系统计算压力；并且基于历史样本构建多元驱动模型，提高了线路损耗的计算的准确性，从而提高新能源场站有功调节的精度，减少考核，提高场站的经济效益，促进新能源并网消纳，减轻电网有功调控压力。
[0053]
可选地，所述多元驱动模型为：
[0054][0055][0056][0057]
其中，为并网点目标有功功率；p
gentar
为发电单元目标总有功功率；p
geni
为第i组有功数据样本的发电单元总有功功率，p
pcci
为第i组有功数据样本的并网点有功功率，n为有功数据样本的总数，n为正整数。
[0058]
可选地，所述基于并网点目标有功功率获取一组或多组有功数据样本包括：
[0059]
基于并网点目标有功功率和预设精度确定样本筛选区间；
[0060]
将并网点有功功率满足所述样本筛选区间的历史样本确定为所述有功数据样本。
[0061]
示例性地，并网点目标有功功率为100mvar，以2％作为预设精度，将并网点目标有功功率的98％至102％(即98mvar至102mvar)作为样本筛选区间，并网点有功功率落在样本筛选区间的新能源场站历史样本为有功数据样本。
[0062]
可选地，所述将所述有功数据样本和所述并网点目标有功功率输入至多元驱动模型之前还包括：确定所述有功数据样本的数量大于等于预设样本数量。
[0063]
由于本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取方法，通过有功数据样本和多元驱动模型获取新能源场站线路损耗，因此在有功数据样本的数量大于等于预设样本数
量的情况下，能够保证历史数据充足，保证线性回归模型回归系数和常数项的准确性，从而提高新能源场站线路损耗的准确性。
[0064]
可选地，所述方法还包括：
[0065]
步骤210，在确定所述有功数据样本的数量小于所述预设样本数量的情况下，获取所述新能源场站的实时有功数据；
[0066]
具体地，实时有功数据是指新能源场站与有功功率相关的实时数据，包括新能源电场发电单元总有功功率、发电单元总无功功率、并网点有功功率和主变额定电压。
[0067]
步骤220，将所述新能源场站的实时有功数据输入至电阻等值模型，获取所述电阻等值模型输出的所述新能源场站的等值电阻；
[0068]
具体地，电阻等值模型为：
[0069][0070]
其中，r为等值电阻，p
gen
为发电单元总有功功率，p
pcc
为并网点有功功率，uh为主变额定电压，q
gen
为发电单元总有功功率。
[0071]
步骤230，基于所述等值电阻和所述并网点目标有功功率获得所述新能源场站的线路损耗和发电单元目标总有功功率。
[0072]
具体地，将等值电阻和并网点目标有功功率输入至等值线路损耗模型中，获得等值线路损耗模型输出的新能源场站的线路损耗。等值线路损耗模型为：
[0073][0074]
其中，δp为新能源场站的线路损耗，为并网点目标有功功率，q
pcc
为并网点无功功率，u
pcc
为并网点电压，r为等值电阻。
[0075]
由于发电单元目标总有功功率等于并网点目标有功功率和线路损耗的和，公式如下：
[0076][0077]
因此，可以基于并网点目标有功功率和新能源场站的线路损耗获得发电单元目标总有功功率。
[0078]
本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取方法，避免了在有功数据样本不足的情况下，可能存在的由于历史样本不足导致的多元驱动模型输出失真的问题，提高了新能源场站线路损耗获取的可靠性。
[0079]
可选地，所述方法还包括：
[0080]
步骤310，基于发电单元目标总有功功率、每个所述发电单元的有功额定容量以及所述新能源场站的有功额定总容量，确定每个所述发电单元的有功功率调节量；
[0081]
具体地，发电单元的有功额定容量是指第i个发电单元的装机容量，新能源场站的有功额定总容量是指所有发电单元的总装机容量，发电单元的有功功率调节量是指发电单元执行的有功功率。
[0082]
可以基于有功功率调节公式确定每个发电单元的有功功率调节量，有功功率调节
公式如下：
[0083][0084]
其中，p
cmdi
发电单元i的有功功率调节量；p
ni
为发电单元i的装机容量，pn为发电单元的总容量。
[0085]
步骤320，基于所述有功功率调节量向每个所述发电单元发送有功功率调节指令。具体地，有功功率调节指令用于指示发电单元执行有功功率。
[0086]
本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取方法，在样本满足预设数量的情况下，通过有功数据样本和多元驱动模型获取新能源场站线路损耗，在样本数量小于预设数量的情况下，通过实时有功数据和等值模型获取新能源场站线路损耗，模型计算简单，线路损耗值可靠性高。另外，本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取方法，从功率调节分配的角度出发，基于容量平均策略下发有功功率调节指令，使用本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取方法进行线损补偿，可以提高新能源场站有功调节的精度，减少考核，提高场站的经济效益，促进新能源并网消纳，减轻电网有功调控压力。
[0087]
图2是本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取方法的流程示意图之二，如图2所示，本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取方法，包括：
[0088]
分别建立多元驱动模型和电阻等值模型。
[0089]
根据有功数据样本数量选择相应的模型进行计算，示例性地，预设样本数量为10，有功数据样本数量大于等于10的情况下，基于多元驱动模型求得目标有功功率；有功数据样本数量小于10的情况下，基于电阻等值模型求得等值电阻。
[0090]
基于将上一步骤中获得的结果和并网点目标有功功率，获得发电单元的总目标有功功率和/或新能源场站的线路损耗。
[0091]
下面，对上述步骤在具体实施例中的可能的实现方式做进一步说明。
[0092]
电阻等值模型公式如下：
[0093][0094]
其中，r为等值电阻，p
gen
为发电单元总有功功率，p
pcc
为并网点有功功率，uh为主变额定电压，q
gen
为发电单元总有功功率。
[0095]
多元驱动模型计算公式如下：
[0096][0097]
其中a、b的求解公式如下：
[0098]
[0099]
已知量：为并网点目标有功功率；p
gentar
为发电单元目标总有功功率；p
geni
为第i组有功数据样本的发电单元总有功功率，p
pcci
为第i组有功数据样本的并网点有功功率。
[0100]
步骤1:根据并网点目标有功功率确定有功数据样本，以确定有功数据样本，以至为样本筛选区间。默认n＝0，将符合样本筛选区间的历史样本纳入有功数据样本中，同时样本数n加1。最终根据n的个数分为以下两种情况：
[0101]
n《10，此时认为有功数据样本不足，需要引用电阻等值模型进行计算，跳转至步骤3；
[0102]
n≥10，引用多元驱动模型进行计算，跳转至步骤2；
[0103]
步骤2:将筛选成功的有功数据样本引入，计算得到a和b的值，代入当前多元驱动模型公式，由目标计算得到p
gentar
，跳转至步骤5；
[0104]
步骤3:根据当前采样数据(新能源场站实时运行数据)计算得到全场等值电阻r；
[0105]
步骤4:利用等值电阻计算全场线路损耗：
[0106][0107][0108]
步骤5：若发电单元有功功率控制为单机控制或集群控制。采用容量平均分配策略，对每个发电单元分配有功功率调节量：
[0109][0110]
其中，p
cmdi
发电单元i的有功功率调节量；p
ni
为发电单元i的装机容量，pn为发电单元的总容量。
[0111]
一个实施例中，一个150mw的新能源场站，p
pcc
＝53.93mw，q
pcc
＝16.36mvar，uh＝115kv，并网点电压u
pcc
＝110.94kv，p
gen
＝58.94mw，q
gen
＝16.36mvar。目标有功
[0112]
有60台风力发电机组，分为三个集群。集群1有15台风机，有功额定容量37.5mw，集群1有功为13.93mw；集群2有20台风机，有功额定容量50mw，集群2有功为18mw；集群3有25台风机，有功额定容量62.5mw，集群3有功为22mw,总容量为150mw。
[0113]
步骤1:以为目标，以到到为样本筛选区间进行筛选，筛选出有功数据样本如表1所示，合计22个样本：
[0114]
表1.有功数据样本
[0115][0116][0117]
步骤2:此时n≥10，将有功样本数据代入多元驱动模型分别求得a＝7.399323和b＝0.7394062；
[0118]
步骤3:利用将步骤2中得到a、b代入多元驱动模型求得
[0119]
步骤4:采用容量平均的策略向每个集群发送有功功率调节指令：
[0120]
集群1有功指令：
[0121][0122]
集群2有功指令：
[0123][0124]
集群3有功指令：
[0125][0126]
本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取方法，利用数据驱动思维与技术，基于有功数据样本和多元驱动模型获取新能源场站线路损耗，使得新能源场站有功网损的结果更加精确、更加实时，从而提升经济性与稳定性。另外，本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取方法，从功率调节分配的角度出发，基于容量平均策略下发有功功率调节指令，使用本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取方法进行线损补偿，可以提高新能源场站有功调节的精度，减少考核，提高场站的经济效益，促进新能源并网消纳，减轻电网有功调控压力。
[0127]
下面对本发明提供的新能源场站线路损耗的获取装置进行描述，下文描述的新能源场站线路损耗的获取装置与上文描述的新能源场站线路损耗的获取方法可相互对应参照。
[0128]
图3是本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取装置的结构示意图，如图3所示，本发明实施例提供的新能源场站线路损耗的获取装置，包括：
[0129]
获取单元310，用于基于并网点目标有功功率获取一组或多组有功数据样本，所述有功数据样本包括发电单元总有功功率数据和并网点有功功率数据；
[0130]
模型单元320，用于将所述有功数据样本和所述并网点目标有功功率输入至多元驱动模型，获得所述多元驱动模型输出的发电单元目标总有功功率，所述多元驱动模型是基于发电单元总有功功率和并网点有功功率的线性回归关系建立的，所述发电单元目标总有功功率用于确定新能源场站的线路损耗。
[0131]
在此需要说明的是，本发明实施例提供的上述装置，能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
[0132]
图4示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)410、通信接口(communications interface)420、存储器(memory)430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令，以执行新能源场站线路损耗的获取方法，该方法包括：基于并网点目标有功功率获取一组或多组有功数据样本，所述有功数据样本包括发电单元总有功功率数据和并网点有功功率数据；将所述有功数据样本和所述并网点
目标有功功率输入至多元驱动模型，获得所述多元驱动模型输出的发电单元目标总有功功率，所述多元驱动模型是基于发电单元总有功功率和并网点有功功率的线性回归关系建立的，所述发电单元目标总有功功率用于确定新能源场站的线路损耗。
[0133]
此外，上述的存储器430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0134]
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的新能源场站线路损耗的获取方法，该方法包括：基于并网点目标有功功率获取一组或多组有功数据样本，所述有功数据样本包括发电单元总有功功率数据和并网点有功功率数据；将所述有功数据样本和所述并网点目标有功功率输入至多元驱动模型，获得所述多元驱动模型输出的发电单元目标总有功功率，所述多元驱动模型是基于发电单元总有功功率和并网点有功功率的线性回归关系建立的，所述发电单元目标总有功功率用于确定新能源场站的线路损耗。
[0135]
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的新能源场站线路损耗的获取方法，该方法包括：基于并网点目标有功功率获取一组或多组有功数据样本，所述有功数据样本包括发电单元总有功功率数据和并网点有功功率数据；将所述有功数据样本和所述并网点目标有功功率输入至多元驱动模型，获得所述多元驱动模型输出的发电单元目标总有功功率，所述多元驱动模型是基于发电单元总有功功率和并网点有功功率的线性回归关系建立的，所述发电单元目标总有功功率用于确定新能源场站的线路损耗。
[0136]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0137]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0138]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。